中壓配電網電纜線路接線模式分析及應用

鄭小敏

（廣東電網公司佛山供電局,528300）

1 國內主要采用的中壓電纜網接線模式

1.1 輻射式

輻射式接線可分為單射式和雙射式2種形式。單射式接線是指1條中壓線路只具備單側電源，呈輻射狀供電。該接線方式供電可靠性較差，主干電纜發生故障時，將損失部分或全部負荷，不滿足“N-1”要求。由于不考慮故障方式下的容量備用，因此主干線可滿載運行。雙射網本質上是由2個獨立的單射網并行組成的，比單射網更容易為用戶提供雙路電源供電。單射、雙射式接線一般僅用于缺少上級高壓變電站布點的區域，隨著網絡的發展，可過渡為單環、雙環等可靠性更高的接線形式。

1.2 單(雙)環式

單環式接線是指來自不同電源的2條中壓線路相互聯絡，形成環網，開環運行。任一段主干電纜故障時，可通過網絡重構將故障段切除，并恢復對非故障段的供電，負荷損失較少。為確保故障時能轉供負荷,主干線正常運行時的負載率應控制在50%以內。雙環網本質上是由2個獨立的單環網并行組成的，比單環網更容易為用戶提供雙路電源。通過在環網單元的不同段母線之間增加母聯開關，雙環網接線可衍生為“H型”接線，主干線的負載率將進一步提高。單環網是雙環網的一種過渡形式，用于電網發展的初期階段。目前，國內負荷密度大、對可靠性要求較高的城市核心區域主要采用雙環式接線或其衍生模式。

1.3 N供1備

N供1備接線是指N條來自不同電源的中壓電纜線路相互聯絡，形成環網，開環運行，另l

條空載線路作為公用的備用線路。非備用線路可滿載運行，當線路發生故障時，可將其負荷轉供至備用線路。該接線方式的線路負載率可達到N/(N+1)，N的取值越大，設備利用率越高，但運行方式會變復雜，因此N的取值一般不大于4。該接線方式可靠性較高，但不易為用戶提供雙路電源供電，擴展方式不靈活，很難適應負荷發展的不確定性。

2 發達國家中壓電纜網典型接線模式

2.1 巴黎中壓電纜網接線模式

法國巴黎市區的中壓電纜網主要為雙環網和三環網。以其三環網為例，兩座高壓變電站的中壓電纜出線互相聯絡，形成開環運行的環網。每個配電室由兩路電源供電(一個工作，一個熱備用)，從三環網中的任意兩回路中的不同電纜分別T接到這兩路電源。每條主干線上都裝有用于分段和聯絡的遠程遙控開關，當主干電纜出現故障時，自動配電系統首先診斷故障和定位故障段，然后遠程操作切除故障段，同時讓非故障段恢復通電。

2.2 新加坡中壓電纜網接線模式

新加坡典型的“花瓣式”接線,由一個變電站的一段母線引出的一條出線環接多個配電站后，再回到本站的另一條母線，由此構成一個“花瓣”。同一個變電站的每2回饋線構成環網，閉環運行。供電環的開關點之間采用縱聯差動保護。在故障時快速切除故障區段，保證非故障線路的正常供電。新加坡22 KV及以上電網均采用合環運行方式，系統短路電流水平較高。

3 國內外中壓電纜網接線模式對比分析

3.1 供電可靠性

國內目前應用較多的電纜雙環網接線的用戶平均停電時間約為0.2h，供電可靠率為99.998%，而新加坡“花瓣式”接線和法國三環網接線的供電可靠率均可達到99.999%。由此可見，國內配電網可靠性水平要達到甚至超過國際先進水平，必須從研究一次網架結構入手，改進和創新配電網接線模式。

3.2 配電自動化的實現方式

法國三環網接線采用就地方式對故障進行隔離，配電變壓器在主供電源故障時可自動切換至備用電源，并恢復供電，故障停電時間短，處理邏輯簡單。主干電纜故障診斷和愈合的時間不會直接影響用戶停電時間和供電可靠性。因此，該接線模式的可靠性水平對配電自動化的依賴程度較低。新加坡“花瓣式”接線的故障隔離、診斷和愈合是通過線路的差動保護實現的，也屬于就地控制方式，但其運行維護的工作量較大，不適合在配電網規模較大的區域推廣。

3.3 網架的擴展性

法國、新加坡均采用標準化的電纜網接線模式，每一個標準單元的供電能力相對固定(法國接線模型的標準單元是指一個獨立的三環網。新加坡接線模型的標準單元指一個獨立的“花瓣”)。可根據遠景飽和負荷預測進行電纜網架設計和高壓變電站布點規劃，并制定逐年實施方案。同時，每一個標準單元的結構相對獨立，易于擴展。可根據當前負荷情況確定標準單元掛接的配變數量，并根據近期負荷預測提前進行網架的拓展和延伸。而國內電纜網架規劃設計往往與負荷發展脫節，負荷發展過程中網架結構變動較大，負荷切改頻繁，造成投資浪費，嚴重影響了供電可靠性水平的提高。因此，國內配電網的發展亟需借鑒國際先進經驗，統一規劃思路.采用標準化的接線模式，推行配電網通用設計，并制定相應的運行管理規范和用戶接入技術規范。

4 西江新城中壓電纜網接線模式規劃分析及實施效果

以西江新城中壓配電網電纜接線模式規劃為依托，分析中壓配電網電纜接線模式的實施效果。

西江新城位于高明區東部，東起西江，西至祥福路，北起廣明高速公路，南至舊城區怡樂路。規劃區域面積約為15.48平方千米。規劃年限：規劃基準年為2011年，規劃水平年為2012～2015年逐年，并對2020年電網發展進行展望。

4.1 現狀中低壓電網存在的問題

截止2011年底，共有6回10kV線路向西江新城供電，其中部分公用線路存在主干線偏長、單輻射接線、線路負載不平衡等問題，中壓配電網網架結構薄弱，環網率及可轉供率不高，可靠性水平偏低；同時區域內全線電纜化率低且仍存在部分架空線路，影響規劃區的整體環境和景觀。

4.2 規劃目標

西江新城中壓配電網規劃目標網架按“主干配”模式構建。“主干配”強調根據一個適當范圍內的負荷預測結果，先行確定主干網上的適當數量的節點，搭建主干網絡，后續接入負荷全部以分支形式由主干網饋出。這樣就能充分保證網絡接線模式的簡單、清晰，從而提高供電可靠性。為配合城市景觀建設需要，西江新城現有架空線均將進行下地改造，未來西江新城規劃無架空線路。

4.2.1 過渡接線階段

西江新城過渡接線階段主要是改造配電線路，使架空線路向電纜線路轉化，規劃接線方式為“三供一備”為主（見圖1）。因為三供一備接線方式組網靈活，能從手拉手環網、三分段三聯絡等接線方式基礎上增加備用線路，較為方便、快速地組網；能提高設備、線路使用率，充分利用變電站10kV出線開關資源，節省電纜線路的投資，并具備較高的供電可靠性。

4.2.2 電纜接線階段

經過過渡期接線模式的磨合，將會進入全面穩定期，中壓配電網基本杜絕架空線路，電纜接線模式遵循因地制宜的原則。主要從以下幾個方面考慮：

4.2.2.1 對于新發展的區域，且負荷比較集中的區域建議采用“N供一備”接線模式，對于供電距離較長分段較多，且負荷比較分散的區域建議采用“3-1”環網接線模式。

4.2.2.2 對于改造現有電網時，應遵循便于過渡的原則，向“2-1”單環網、“3-1”環網、“N供一備”接線模式過渡。

4.2.2.3 負荷發展初期，采用電纜“2-1”單環網接線模式。

4.2.2.4 負荷發展到一定階段（平均每回線路負載率接近40%時），如有新的報裝負荷，應考慮新建第三回線路構筑“2供一備”或“3-1”環網接線。

4.2.2.5 當3回線路平均每回線路負載率接近55%時，應考慮新建第四回線路構筑“3供一備”。

4.2.2.6 當負荷進一步發展時，“3供一備”不能滿足N-1供電可靠性要求時，不應在“3供一備”基礎上再增加線路，而應重新采用電纜“2-1”單環網接線再次循環發展。

4.4 中壓配電網電纜接線模式實施效果分析

結合規劃目標，對西江新城中壓配電網至規劃目標年的各項規劃目標達成情況進行分析得出，中壓配電網的各項技術指標均達到規劃目標的要求，具體情況見表1。

表1 規劃實施前后中壓配電網的各項技術指標對比

本次專項規劃中，采用了合理布局變電站、優化網絡接線、改變現狀網絡的薄弱環節等多種措施，實現了制定的規劃目標。2020年，西江新城規劃方案的工程項目全部實施后，西江新城電網在供電能力和供電可靠性方面將有較大提高。

5 結束語

國內中壓電纜網接線模式的理論可靠性與發達國家相比存在一定差距，網絡的故障診斷、隔離和愈合過程較為復雜，且對配電自動化的依賴程度較高，網架的規劃和建設缺乏統一標準。因此，同內配電網的發展必須創新接線模式，轉變規劃思路，規范建設標準，以提高供電可靠性水平，更好地服務電力用戶。

[1] 黃小昆.環形配電網網絡優化規劃[C].中國國際供電會議，2010

[2] 張運貴.中壓配電網接線方式分析和組網原則[J].湖北電力，2011.

圖1 西江新城中壓電纜線路接線模式圖